高速钢中相应合金元素的作用

　　(1)钨的作用

　　钨是一种能使高速模具钢变红变硬的夹紧元素。它是一种强碳化物形成元素，在钢中形成各种屏蔽元素，如(铁，钨)6C，一些钨溶解在固溶体中。(铁、钨)6C在淬火和加热过程中难以溶解，阻碍了晶粒长大，使W18Cr4V钢在加热到1200℃时仍有细小晶粒。在回火过程中，碳化钨分散沉淀在马氏体基体上，造成高速模具钢的二次硬化效应，碳化钨不易聚集生长，有利于高速模具钢的红硬性。

　　钨溶解在固溶体中不仅可以提高马氏体在回火过程中的分解温度，还可以阻碍铁原子的扩散，提高钢的回火稳定性，使高速模具钢中的马氏体在加热到600~625℃时相对稳定。

　　(2)钒的作用

　　钒是提高高速模具钢红色硬度的主要元素。钒是一种强碳化物形成元素，形成稳定的VC。在回火过程中，氯乙烯沉淀为细小分散的颗粒，导致二次硬化，比钨更强。随着高速模具钢中钒含量的增加，红硬性和耐磨性提高，但碳含量必须增加，以保证各种碳化物的形成。高速模具钢中钒含量为1%~5%。随着钒含量的增加，高速模具钢的切削性能下降。

　　(3)钼的作用

　　钼和钨是同一族元素和碳化物形成元素，它们在高速模具钢中的作用相似。在高速模具钢中，钼经常被用来代替钨。根据质量分数，1%的钼可以代替2%的钨。W6Mo5Cr4V2钢就是根据这一原理及时开发的。钼可以细化高速模具钢中的莱氏体，降低钢中的碳化物偏析程度，提高钢的热塑性。然而，碳化钼(铁，钨)6C向奥氏体的溶解低于(铁，钨)6C。因此，钼系高速模具钢的淬火温度范围较窄，晶粒容易长大，过热敏感性高。也有一定的脱碳倾向。

　　(4)铬的作用

　　各种高速模具钢的铬含量一般在4%左右，这是由铬的两方面作用决定的:铬显著提高了钢的淬透性，加热时铬几乎溶解到奥氏体中，增加了奥氏体的稳定性，铬也是碳化物形成元素，高速模具钢中的铬主要形成Cr23C6型碳化物；铬的另一个重要作用是显著增加从奥氏体到马氏体的体积膨胀，因此它倾向于增加残余奥氏体。如果铬含量过高，淬火残余奥氏体的数量将明显增加。

　　(5)钴的作用

　　钴显著提高了高速模具钢的硬度和红色硬度，国外高速模具钢中也加入了钴，经回火后其硬度可达HRC68~70。钴在高速模具钢中不会形成碳化物，它溶解在早期奥氏体中，提高了奥氏体的合金化程度；在其他元素存在的情况下，奥氏体分解受到阻碍扩散的阻碍，这可以在一定程度上提高淬透性。

　　(6)碳的作用

　　高速模具钢中的碳含量相对较高，这主要是为了保证这些合金元素形成足够的碳化物，沉淀或提高不同阶段的硬度，或提高二次硬化效果。目前，高速模具钢的碳含量是根据计算的成分，具体地说，根据碳化物化学当量来添加的。如果碳含量过高，高速模具钢的塑性和韧性将丧失，可加工性将降低。